Lí do chọn đề tài
Xuất phát từ yêu cầu nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện trong thời kì mới
Sự phát triển kinh tế - xã hội trong bối cảnh toàn cầu hoá yêu cầu người lao động và hệ thống giáo dục phải thích ứng với những tiêu chuẩn mới Giáo dục cần tập trung vào việc đào tạo nguồn nhân lực có năng lực hành động, tính năng động, sáng tạo, tự lực, trách nhiệm, cũng như khả năng làm việc nhóm và giải quyết vấn đề phức tạp Đảng và Nhà nước đã thực hiện các cải cách chiến lược trong ngành giáo dục, dẫn đến sự gia tăng các tiết dạy chất lượng từ giáo viên giỏi, khuyến khích học sinh tự lực chiếm lĩnh tri thức mới, qua đó nâng cao khả năng tiếp thu kiến thức của học sinh.
1.2 Xuất phát từ yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học Định hướng đổi mới phương pháp dạy học (PPDH) đã được xác định trong
“Văn kiện đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ X” của Đảng Cộng Sản Việt Nam là:
Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện và đổi mới cơ cấu tổ chức, cơ chế quản lý, nội dung, phương pháp dạy và học là những mục tiêu quan trọng nhằm chuẩn hóa, hiện đại hóa và xã hội hóa nền giáo dục Việt Nam Theo luật Giáo dục, phương pháp giáo dục phổ thông cần phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động và sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm từng lớp học, môn học Đồng thời, việc bồi dưỡng phương pháp tự học và rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cũng được nhấn mạnh, nhằm tạo ra niềm vui và hứng thú học tập cho học sinh.
1.3 Xuất phát từ ưu điểm của phương pháp mô phỏng trong dạy học Sinh học
Mô phỏng là một công cụ giáo dục hiệu quả trong dạy học, đặc biệt trong bộ môn Sinh học Nó không chỉ khuyến khích và tạo động lực học tập mà còn thúc đẩy suy ngẫm và hỗ trợ giải quyết vấn đề Hơn nữa, mô phỏng phát huy sức mạnh sáng tạo và truyền cảm hứng, đồng thời phù hợp với lứa tuổi và khả năng của học sinh.
Chương trình mô phỏng sử dụng hình ảnh động giúp học sinh quan sát và điều khiển các quá trình một cách không giới hạn, đồng thời điều chỉnh tốc độ diễn biến Trong môn Sinh học, phương pháp mô phỏng cho phép học sinh hiểu rõ hơn về các cơ chế và quá trình bên trong của sự vật, hiện tượng, đặc biệt là những kiến thức trừu tượng khó hình dung.
1.4 Xuất phát từ đặc điểm của chương trình Sinh học 11 - THPT
Chương trình Sinh học 11 tập trung vào nghiên cứu hệ thống sống ở cấp độ cơ thể, với sách giáo khoa giới thiệu các chức năng sống cơ bản của thực vật và động vật Học sinh sẽ được trang bị kiến thức về các quá trình sinh học chủ yếu như chuyển hóa vật chất và năng lượng, cảm ứng, sinh trưởng, phát triển và sinh sản Đặc biệt, kiến thức về trao đổi chất giữa cơ thể và môi trường có tính trừu tượng cao, khiến việc dạy học truyền thống trở nên khó khăn Nếu học sinh được học thông qua mô phỏng, các em sẽ dễ dàng tiếp thu, hứng thú hơn và nắm vững kiến thức.
1.5 Xuất phát từ ưu điểm của phần mềm Macromedia Flash 8
Flash là một công cụ mạnh mẽ cho việc tạo ra các hoạt hình hấp dẫn và các tập tin đa phương tiện với định dạng SWF, tương thích với nhiều môi trường trình duyệt thông qua Flash Player Với khả năng tích hợp nhiều loại media như đồ họa, video, âm thanh, và file PDF, Flash cho phép người dùng tạo ra các sản phẩm tương tác và sinh động Các công cụ đa dạng trong Flash không chỉ phát huy khả năng sáng tạo mà còn tuân thủ các chuẩn thiết kế đã được thiết lập, giúp kết hợp hài hòa giữa thiết kế và phát triển.
Xuất phát từ ưu điểm của phương pháp mô phỏng trong dạy học Sinh học
Mô phỏng là một công cụ giáo dục quan trọng, đặc biệt trong môn Sinh học, vì nó khuyến khích học sinh hứng thú và tạo động lực học tập Chương trình này không chỉ thúc đẩy tư duy phản biện mà còn hỗ trợ giải quyết vấn đề, phát huy khả năng sáng tạo và truyền cảm hứng cho học sinh, phù hợp với độ tuổi và năng lực của từng em.
Thông qua nghiên cứu hình ảnh động, chương trình mô phỏng giúp học sinh quan sát và điều khiển các quá trình một cách không hạn chế, đồng thời điều chỉnh tốc độ diễn biến của chúng Trong môn Sinh học, phương pháp mô phỏng cho phép học sinh hiểu rõ hơn về các cơ chế và quá trình bên trong của sự vật, hiện tượng, đặc biệt là những kiến thức trừu tượng khó hình dung.
Xuất phát từ đặc điểm của chương trình Sinh học 11 - THPT
Chương trình Sinh học 11 tập trung vào nghiên cứu hệ thống sống ở cấp độ cơ thể, giới thiệu các chức năng sống cơ bản của thực vật và động vật Học sinh sẽ nắm vững các quá trình sinh học chủ yếu như chuyển hóa vật chất và năng lượng, cảm ứng, sinh trưởng phát triển và sinh sản Đặc biệt, kiến thức về trao đổi chất giữa cơ thể và môi trường thường trừu tượng, khiến việc học theo phương pháp truyền thống trở nên khó khăn Việc áp dụng mô phỏng trong giảng dạy sẽ giúp học sinh dễ tiếp thu, tăng cường hứng thú và củng cố kiến thức hiệu quả hơn.
1.5 Xuất phát từ ưu điểm của phần mềm Macromedia Flash 8
Flash là công cụ mạnh mẽ giúp tạo ra các hoạt hình hấp dẫn và các tập tin SWF nhỏ gọn, tương thích với nhiều môi trường trình duyệt thông qua Flash player Với khả năng tích hợp đa phương tiện, Flash cho phép người dùng kết hợp đồ họa, video, âm thanh, và các tập tin PDF, tạo nên những sản phẩm tương tác và sinh động Các công cụ phong phú trong Flash không chỉ phát huy tối đa khả năng sáng tạo mà còn tuân theo các tiêu chuẩn thiết kế đã được xác lập, giúp kết hợp hài hòa giữa thiết kế và phát triển.
Trình Flashplayer hiện đang được hàng triệu người sử dụng và có mặt trên nhiều máy tính Với kích thước nhỏ gọn, Flashplayer cho phép người dùng dễ dàng tải xuống và cập nhật các phiên bản mới nhất khi có.
Chúng tôi quyết định chọn đề tài "Ứng dụng phần mềm Macromedia Flash 8 để thiết kế các Flash hỗ trợ dạy học chương 'Chuyển hóa vật chất và năng lượng' trong môn Sinh học lớp 11 THPT" nhằm nâng cao hiệu quả giảng dạy và giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách trực quan và sinh động hơn.
Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu mô phỏng các cơ chế và quá trình sinh học trong chương "Chuyển hóa vật chất và năng lượng" của môn Sinh học lớp 11 sử dụng phần mềm Macromedia Flash 8 nhằm nâng cao chất lượng dạy và học Việc áp dụng công nghệ mô phỏng giúp sinh viên hiểu rõ hơn về các khái niệm phức tạp và tạo điều kiện cho việc tiếp thu kiến thức hiệu quả hơn.
Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của phương pháp mô phỏng để vận dụng vào thiết kế các Flash trong dạy – học sinh học
- Điều tra thực trạng của việc dạy – học sinh học lớp 11 nói chung, ứng dụng Flash và phần mềm Macromedia Flash 8 vào dạy học Sinh học nói riêng
Qui trình thiết kế Flash cho các cơ chế và quá trình sinh học trong chương "Chuyển hóa vật chất và năng lượng" của môn Sinh học 11 - THPT được thực hiện bằng phần mềm Macromedia Flash 8 Việc này giúp tạo ra những hình ảnh minh họa sinh động và dễ hiểu, hỗ trợ học sinh tiếp cận kiến thức một cách hiệu quả hơn.
- Xây dựng các Flash bằng phần mềm Macromedia Flash 8 hỗ trợ dạy học chương “Chuyển hóa vật chất và năng lượng”, Sinh học 11 – THPT
- Đề xuất phương pháp sử dụng các Flash đã thiết kế
- Thực nghiệm sư phạm và phân tích kết quả thực nghiệm để chứng minh tính khả thi của đề tài.
Giả thiết khoa học
Việc thiết kế các Flash trong chương "Chuyển hóa vật chất và năng lượng" của Sinh học 11 bằng phần mềm Macromedia Flash 8 và xác định phương pháp sử dụng chúng trong chương trình Sinh học THPT sẽ góp phần đổi mới phương pháp dạy học Điều này không chỉ tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh mà còn nâng cao chất lượng dạy và học Sinh học ở bậc THPT.
5 Những đóng góp mới của đề tài
- Góp phần xây dựng cơ sở lý luận của việc thiết kế các Flash mô phỏng trong dạy học sinh học
- Xác định được quy trình thiết kế và sử dụng Flash trong quá trình sinh học
- Thiết kế các Flash có nội dung và hình thức phù hợp với yêu cầu dạy – học sinh học ở bậc THPT
Lồng ghép các hình tĩnh trước mỗi hình động giúp giáo viên dễ dàng vận dụng trong việc giảng dạy cấu tạo các cơ quan, bộ phận Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc dạy về cơ chế và quá trình trong từng bài học.
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu và sử dụng phần mềm mô phỏng trong dạy học
Trong 20 năm qua, máy tính điện tử đã trở thành công cụ thiết yếu cho phát triển kinh tế, an ninh quốc phòng và nghiên cứu khoa học Các quốc gia như Pháp, Anh, và Nhật Bản đã xác định chiến lược phát triển ứng dụng công nghệ thông tin, trong đó giáo dục tin học phổ thông đóng vai trò quan trọng Họ đã đầu tư xây dựng các trung tâm máy tính cho các viện nghiên cứu và trường học Việc tích hợp tin học vào giáo dục phổ thông trên toàn cầu đang diễn ra theo hai xu hướng chính: một là đưa tin học vào nội dung giảng dạy, và hai là sử dụng máy tính như công cụ hỗ trợ giảng dạy.
Phần mềm hỗ trợ dạy và học ngày càng phong phú và dễ sử dụng, thường xuyên được cập nhật phiên bản mới Những phần mềm này được thiết kế chuyên biệt, phù hợp với từng nội dung kiến thức cụ thể của từng chuyên ngành Sự phát triển của Internet đã tạo ra một hệ thống thông tin toàn cầu, cho phép việc trao đổi thông tin diễn ra không chỉ trong một khu vực hay quốc gia mà lan tỏa rộng khắp thế giới.
Trong giáo dục, các phần mềm tham khảo và phổ biến kiến thức được phát triển kỹ lưỡng và ứng dụng rộng rãi qua Internet, như các trang web nổi tiếng như Encarta, MCB Harvard và CRLT của Đại học Michigan.
Nhiều quốc gia phát triển như Mỹ, Anh, Pháp, Đức, Australia và Ấn Độ đã nghiên cứu và triển khai các phần mềm dạy học mô phỏng và thí nghiệm ảo, mang lại hiệu quả tích cực trong việc giảng dạy nhiều môn học ở trường phổ thông.
Ví dụ, một số chương trình nghiên cứu ứng dụng CNTT vào dạy học như:
- Đề án: “ Tin học cho mọi người” năm 1970 do Pháp xây dựng
- Chương trình MEP (Microelectonics Education Prorame) năm 1980 do Anh xây dựng
- Đề án: CLASS (Computer Literacy And Studies in School) của Ấn Độ năm
- Chương trình phần mềm các môn học ở trung học của Australia do tổ chức NSCU ( Nationnal Software - Cadination Unit ) thành lập năm 1985
- Hội thảo xây dựng các PMDH của các nước khu vực Châu Á- Thái Bình Dương (Trung Quốc, Nhật Bản, Triều Tiên, Thái Lan, Malaysia, Xerilanca) năm
Hiện nay, có nhiều phần mềm hỗ trợ giảng dạy và học tập cho tất cả các cấp học, đặc biệt là trong lĩnh vực giáo dục sinh học.
Phần mềm Biology trong Encarta là một nguồn tài liệu phong phú, cung cấp kiến thức về phân loại thực vật và động vật, giải phẫu sinh lý, cũng như quá trình phát triển phôi sơm.
Phần mềm trên www.dnaftb.org cung cấp các cấu trúc và cơ chế của sự di truyền như phiên mã, dịch mã và cấu trúc nhiễm sắc thể Mặc dù phần mềm nước ngoài có giao diện sinh động với âm thanh và màu sắc trung thực, nhưng do ngôn ngữ nước ngoài, khả năng sử dụng cho giáo viên và học sinh bị hạn chế Nội dung của các phần mềm này có mặt ở nhiều cấp học, nhưng chủ yếu chỉ phù hợp để tham khảo và minh họa cho giáo viên, không hoàn toàn phù hợp với chương trình sách giáo khoa mới ở cấp tiểu học, THCS và THPT hiện nay.
Từ những năm 1960, Việt Nam đã bắt đầu áp dụng máy tính điện tử, với các nghị quyết 173-CP (1975) và 245-CP (1976) của Hội đồng Chính phủ nhằm tăng cường ứng dụng toán học và công nghệ thông tin trên toàn quốc Viện Công nghệ thông tin được thành lập để nghiên cứu và triển khai các dự án ứng dụng CNTT, đưa tin học vào chương trình giáo dục Nhiều tác giả đã tiến hành nghiên cứu về việc ứng dụng tin học trong giảng dạy các môn học tại trường phổ thông.
Năm 2002, Phạm Xuân Quế và Phạm Kim Chung đã tiến hành xây dựng trang web dạy học chương "dao động cơ học" cho chương trình Vật lý 12, nhằm phát triển hứng thú và khuyến khích tính tích cực, tự lực của học sinh trong việc giải quyết vấn đề trong quá trình học tập.
Vào năm 2004, Nguyễn Thị Côi và cộng sự đã ứng dụng phần mềm Microsoft PowerPoint để thiết kế sơ đồ, biểu đồ và tạo hiệu ứng hoạt hình sinh động trong giảng dạy Lịch sử tại trường phổ thông Đồng thời, Hoàng Thị Quỳnh Anh cũng sử dụng các phần mềm Maple và Cabri Geometry để nâng cao và mở rộng kiến thức đại số tuyến tính cho sinh viên.
Nguyễn Thiện Phúc cùng các cộng sự đã phát triển các thiết bị ảo và mô hình 2D, 3D, áp dụng các phương pháp hiện đại trong đồ họa và hoạt hình trên máy tính để giảng dạy kỹ thuật.
Vào năm 2005, Hoàng Trọng Phú đã ứng dụng phần mềm Working Model để thiết kế thí nghiệm mô phỏng trong giảng dạy Vật lý, giúp học sinh quan sát hiện tượng từ nhiều góc độ khác nhau Lê Công Triêm đã giới thiệu một số website hữu ích hỗ trợ thiết kế bài giảng điện tử cho môn Vật lý Đồng thời, Trịnh Thanh Hải đã sử dụng phần mềm Cabri Geometry để tạo ra hình vẽ trực quan và hình động, nhằm phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh trong giảng dạy hình học.
Năm 2006, Trần Thị Trung Ninh cùng các cộng sự đã áp dụng phần mềm Macromedia Flash MX để minh họa một số cơ chế phản ứng hữu cơ trong giảng dạy hóa học, cho rằng những minh họa đơn giản có thể giúp người học dễ dàng hiểu được cơ chế của các phản ứng này, điều mà khó có thể thực hiện qua thí nghiệm hóa học thông thường Đồng thời, Bùi Thị Hạnh cũng nghiên cứu việc sử dụng phần mềm Microsoft PowerPoint trong giảng dạy nội dung bài "Ancol", giúp giáo viên tiết kiệm thời gian và nhấn mạnh trọng tâm vấn đề.
